پیرومتالورژی و هیدرومتالورژی در مس

مزایای روش هیدرومتالورژی نسبت به روش پیرومتالورژی باعث جایگزینی این روش از سال 1940 میلادی برای معادن فلزی با عیار پایین گردید. با کاهش ذخایر کانه‌های پرعیار، توجه متالورژیست‌ها به کانه‌های کم‌عیار معطوف گشت. در این حالت کانه پودر شده و کنسانتره سولفیدهای حاصل از عملیات فلوتاسیون به عنوان ماده خام به عملیات لیچینگ فرستاده می‌شد. طبیعتا مواد معدنی با ابعاد ریز نمی‌توانست شارژ کوره شود؛ زیرا باعث انسداد مسیر حرکت گازهای تولید شده در کوره می‌گردید؛ بنابراین کوره‌های دوار افقی با سوخت‌های فسیلی ابداع گردید. البته این روش نیز با مصرف زیاد انرژی و تولید بیش از حد گرد و غبار، تاثیرات سوء زیست محیطی زیادی ایجاد کرد و اینجا بود که اختراع فرآیند هیدرومتالورژی و موفقیت آن در تولید آلومینا از بوکسیت، تاثیر شگرفی بر جای گذاشت.

به طور کلی برتری‌های روش هیدرومتالورژی نسبت به روش پیرومتالورژی عبارتند از:

1) در فرآیند هیدرومتالورژی گازهای آلاینده هوا نظیر SO₂، CO₂، CO و گازهای آرسنیک و سرب زیادی تولید نمی‌شود، حال آنکه این گازها در بیشتر فرآیندهای پیرومتالورژی تولید می‌شوند.

2) یکی از مشکلات اساسی فرآیندهای پیرومتالورژی، تولید فاضلاب با حجم زیاد و آلوده به انواع آلاینده‌های سمی و ارگانیک است که این مشکل در هیدرومتالورژی وجود ندارد.

3) گرد و غبار تولید شده توسط روش هیدرومتالورژی، بمراتب کمتر از روش پیرومتالورژی است.

4) کیفیت محصول نهایی تولیدی این روش برای مصرف مستقیم و تصفیه بیشتر، بهتر است.

5) روش هیدرومتالورژی به سرمایه‌گذاری کمتری نیاز دارد.

6) اندازه و حجم کارخانه‌های هیدرومتالورژی کم‌تر از کارخانه‌های پیرومتالورژی است.

7) ایمنی کار در کارخانه‌های هیدرومتالورژی بیشتر است.

8) عمل‌آوری کانه‌های کمپلکس با هیدرومتالورژی مناسب‌تر است.

9) تولید حجم زیاد باطله مواد معدنی در فرآیند پیرومتالورژی، یکی از معظلات این روش است.

10) لزوم ساخت سد باطله و نگهداری آن برای فاضلاب صنعتی کارخانه‌های فرآوری مواد معدنی، یک مشکل مهم زیست محیطی بویژه در رابطه با آلودگی آب‌های زیرزمینی و سطحی است که طبق نظر شورای عالی حفاظت محیط زیست ایران، کلیه سدهای باطله باید دارای طرح بررسی آثار زیست محیطی و کنترل مراقبت دائمی از آن را دارا باشند.

11) اگرچه باطله‌ها و پسماند فرآیند پیرومتالورژی غیرمضر است و باطله‌های فرآیند هیدرومتالورژی به علت ریزدانه بودن خطر بیشتری دارد، با این حال دورریزی محلول‌های باطله عملیات هیدرومتالورژی نسبت به تخلیه گازها در پیرومتالورژی، مشکلات کم‌تری ایجاد می‌کند.

با وجود برتری‌های زیاد روش هیدرومتالورژی محدودیت‌ها و کاستی‌هایی نیز در این روش وجود دارد؛ مثلا، مقدار قابل توجهی از فلزات با ارزش، در این روش از دست می‌روند و گاهی لازم است برای افزایش بازیابی فلز، باطله فرآیند، تحت عملیات دیگر نیز قرار گیرد.

روش پیرومتالورژی برای کانه‌های سولفیدی پرعیار در کوره‌های بلند که حداکثر بهره‌گیری از حرارت در آنها رخ می‌دهد، به کار می‌رود. برای مالاکیت و کانسنگ‌های اکسیدی نمی‌توان از این روش استفاده نمود.

در مقالات بعدی که در ادامه این مقاله ارائه خواهیم کرد، به فرآیند تولید مس در هر دو روش می‌پردازیم.